基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的能量均衡路由算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)通信、信息技術(shù)的日新月異，無線個域網(wǎng)越來越受到人們的關(guān)注。ZigBee技術(shù)作為新興的專為無線個域網(wǎng)而設(shè)計的，基于IEEE802.15.4無線通信標(biāo)準(zhǔn)的雙向無線通信技術(shù)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有系統(tǒng)開銷小、傳輸速率快、能耗低等特點，逐漸取代了傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、移動通信以及數(shù)字智能家居等鄰域中的地位，成為目前國內(nèi)外各大通信公司以及學(xué)者研究的“熱點”之一。但是，由于ZigBee技術(shù)剛剛起步，許多理論體系還未成熟，再加上其硬

2、件系統(tǒng)的復(fù)雜性，致使許多研究人員將目光放到了ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層上，對路由算法進行相應(yīng)改進，從而解決ZigBee技術(shù)在實際應(yīng)用中遇到的網(wǎng)絡(luò)能量不均衡、網(wǎng)絡(luò)易癱瘓等問題。因此，如何盡可能的均衡網(wǎng)絡(luò)能量負(fù)載，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期成為目前ZigBee協(xié)議研究的重要課題之一。
　　本文綜合考慮單個節(jié)點生存周期和整個網(wǎng)絡(luò)能量消耗，提出了一種基于權(quán)值分簇的ZigBee能量均衡路由算法。通過定義節(jié)點能量水平以及節(jié)點權(quán)值，建立一種基于權(quán)值的分簇機

3、制，避免單個節(jié)點的不必要能量消耗和死亡。在數(shù)據(jù)傳輸機制方面，為避免產(chǎn)生大量冗余的RREQ分組，規(guī)定只有簇首才能廣播RREQ報文，通過限制RREQ洪泛方向，避免大量冗余RREQ分組產(chǎn)生。在簇首輪換上，引入節(jié)點相似度概念，簇首在簇內(nèi)選擇與自己相似度大的FFD鄰居節(jié)點擔(dān)當(dāng)替補簇首，從而盡可能減小網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，避免重新分簇帶來的額外能耗。路由修復(fù)過程中，根據(jù)失效鏈路兩端節(jié)點關(guān)系選擇不同的路由修復(fù)策略。基于NS2網(wǎng)絡(luò)仿真平臺對改進算法進行設(shè)計